CN114165393B - 一种叶片前缘防护装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种叶片前缘防护装置，其包括，叶片组件，包括安装座，以及设置于安装座一侧的叶片，叶片包括叶片主体、叶片前缘，以及叶片后缘；以及，防护装置，与叶片相配合，包括前后设有开口的防护盒、设置于防护盒内部前侧的刮冰组件、设置于防护盒内部中侧的清理组件、设置于防护盒一侧的喷涂组件，以及与叶片相配合的移动组件；本发明通过在叶片与安装座之间设置一个防护装置可为叶片前缘喷涂保护层也可为叶片去除覆盖在表层的冰层。

Description

一种叶片前缘防护装置
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，特别是一种叶片前缘防护装置。
背景技术
在边疆区域通常会使用小型风力发电机进行，在叶片运行过程中，风电叶片的前缘会被砂蚀、雨蚀等优先破坏掉，从而引起风电叶片的损坏，且在寒冷的季节风电叶片表面经常会出现覆冰现象，导致叶片的性能以及风力发电机组功率的输出无法达到设计的要求，覆冰问题已经成为影响风力发电机安全运行的严重隐患之一，原有的风电叶片在叶片覆冰后影响叶片与空气之间的动力平衡，导致叶片受风能力降低，直接造成发电量的持续降低，严重覆冰则会造成风力发电机停机，造成大量能量损伤，若冰层持续加厚则可能使叶片受力不均匀，降低发电机使用寿命。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于现有的叶片前缘防护装置中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明所要解决的问题在于如何解决叶片前缘防护装置既能保护叶片前缘又能除去叶片上的冰层。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种叶片前缘防护装置，其包括，叶片组件，包括安装座，以及设置于所述安装座一侧的叶片，所述叶片包括叶片主体、叶片前缘，以及叶片后缘；以及，
防护装置，与所述叶片相配合，包括前后设有开口的防护盒、设置于所述防护盒内部前侧的刮冰组件、设置于所述防护盒内部中侧的清理组件、设置于所述防护盒一侧的喷涂组件，以及与所述叶片相配合的移动组件。
作为本发明所述叶片前缘防护装置的一种优选方案，其中：所述移动组件包括沿着所述叶片的长度方向设置于所述叶片后缘的塑胶齿条，在位于所述叶片后缘一侧的所述防护盒内部设置有转轴，所述转轴上设置有与所述塑胶齿条相互啮合的齿轮，所述转轴的一端贯穿所述防护盒并与第一转动电机转动连接。
作为本发明所述叶片前缘防护装置的一种优选方案，其中：所述移动组件还包括设置于所述防护盒内部后侧上下两个侧壁的滑轮组件，所述滑轮组件包括第一空心限位柱，所述第一空心限位柱内部两侧轴向设置有两个第一限位槽，所述第一空心限位柱内部滑动插接有第一滑动杆，所述第一滑动杆上部两侧设置有第一限位柱，所述两个第一限位柱滑动卡接于所述两个第一限位槽中，所述第一滑动杆顶端与所述第一空心限位柱内部设置有第一弹簧，所述第一滑动杆底端与滑轮转动连接。
作为本发明所述叶片前缘防护装置的一种优选方案，其中：所述安装座内部为空腔结构，所述安装座内设置有蓄电池。
作为本发明所述叶片前缘防护装置的一种优选方案，其中：所述防护盒前侧的左右内壁设置有凹槽，所述刮冰组件包括上下对称设置的限位板，所述限位板的左右两侧滑动卡接于所述凹槽中，所述两个限位板分别与所述防护盒的顶壁和底壁之间固定设置有若干组弹力弹簧。
作为本发明所述叶片前缘防护装置的一种优选方案，其中：所述刮冰组件还包括若干个并排设置于所述两个限位板相对应一侧的第二空心限位柱，所述第二空心限位柱内部两侧轴向设置有两个第二限位槽，所述第二空心限位柱内部滑动插接有第二滑动杆，所述第二滑动杆上部两侧分别设置有第二限位柱，所述两个第二限位柱滑动卡接于所述两个第二限位槽中，所述第二滑动杆顶端与所述第二空心限位柱内部设置有第二弹簧，所述第二滑动杆底端转动连接有刮片。
作为本发明所述叶片前缘防护装置的一种优选方案，其中：所述清理组件包括转动连接于所述防护盒的顶壁和底壁的若干个第三空心限位柱，所述若干个第三空心限位柱内部两侧轴向设置有两个第三限位槽，所述若干个第三空心限位柱内部滑动插接有第三滑动杆，所述第三滑动杆上部两侧分别设置有第三限位柱，所述两个第三限位柱滑动卡接于所述两个第三限位槽中，所述第三滑动杆顶端与所述第三空心限位柱内部设置有第三弹簧，所述第三滑动杆底端与万向节的一端固定连接，所述若干个第三空心限位柱上分别设置有转动齿轮，所述若干个转动齿轮之间相互啮合的，所述若干个第三空心限位柱中的任一个贯穿所述防护盒与第二转动电机传动连接。
作为本发明所述叶片前缘防护装置的一种优选方案，其中：所述万向节的另一端与清理件固定连接，所述清理件为圆盘形结构的塑料片，所述塑料片底端设置有砂纸。
作为本发明所述叶片前缘防护装置的一种优选方案，其中：所述喷涂组件包括设置于所述防护盒侧壁的涂料箱，所述涂料箱位于所述叶片前缘的一侧，所述涂料箱通过管道与喷嘴连通，所述管道上设置有电子阀门，所述涂料箱内盛有环氧树脂化学溶剂。
作为本发明所述叶片前缘防护装置的一种优选方案，其中：所述第一转动电机、所述第二转动电机，以及所述电子阀门分别与所述安装座内的蓄电池以及外部PLC控制系统电性连接。
本发明有益效果为：本发明通过在叶片与安装座之间设置一个防护装置可为叶片前缘喷涂保护层也可为叶片去除覆盖在表层的冰层，使叶片在运行时不受表面冰层影响，提高了叶片的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为叶片前缘防护装置的整体直观图。
图2为叶片前缘防护装置中叶片的结构图。
图3为叶片前缘防护装置的另一视角图。
图4为叶片前缘防护装置中安装座内部结构图。
图5为叶片前缘防护装置中防护装置内部结构图。
图6为叶片前缘防护装置中滑轮组件部分剖视图。
图7为叶片前缘防护装置中防护装置内部的另一视角图。
图8为叶片前缘防护装置中刮冰组件部分剖视图。
图9为叶片前缘防护装置中清理组件部分剖视图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例1
参照图1、图2、图3、、图4、图5和图7，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种叶片前缘防护装置，叶片前缘防护装置包括叶片组件100和防护装置200，防护装置200套设于叶片组件100，可对叶片组件100中的叶片前缘102b和叶片主体102a进行防护作业。
具体的，叶片组件100，包括安装座101，以及设置于安装座101一侧的叶片102，叶片102包括叶片主体102a、叶片前缘102b，以及叶片后缘102c；叶片前缘102b的厚度大于叶片后缘102c，风电叶片处于工作状态时，气流从叶片前缘102b进入，气流从叶片后缘102c流出。
较佳的，防护装置200，与叶片102相配合，包括前后设有开口的防护盒201、设置于防护盒201内部前侧的刮冰组件202、设置于防护盒201内部中侧的清理组件203、设置于防护盒201一侧的喷涂组件204，以及与叶片102相配合的移动组件205；移动组件205用于驱动防护装置200沿着叶片主体102a的长度方向进行移动，在移动的过程中，刮冰组件202刮除附着在叶片102上的冰层，清理组件203将未刮除干净的细小冰块进一步进行清理，喷涂组件204在防护装置200移动过程中对着叶片前缘102b喷洒保护层。
优选的，移动组件205包括沿着叶片102的长度方向设置于叶片后缘102c的塑胶齿条205a，在位于叶片后缘102c一侧的防护盒201内部设置有转轴205b，转轴205b上设置有与塑胶齿条205a相互啮合的齿轮205c，转轴205b的一端贯穿防护盒201并与第一转动电机205d转动连接；将塑胶齿条205a粘接于叶片后缘102c，既不会破坏叶片102的结构也不会在叶片102工作时破坏叶片102的气动外形，第一转动电机205d启动后带动转轴205b上的齿轮205c转动，由于齿轮205c与塑胶齿条205a相互啮合，所以第一转动电机205d可带动套接于叶片102上的防护装置200沿着叶片102移动。
较佳的，移动组件205还包括设置于防护盒201内部后侧上下两个侧壁的滑轮组件205e，滑轮组件205e包括第一空心限位柱205e-1，第一空心限位柱205e-1内部两侧轴向设置有两个第一限位槽205e-2，第一空心限位柱205e-1内部滑动插接有第一滑动杆205e-3，第一滑动杆205e-3上部两侧设置有第一限位柱205e-4，两个第一限位柱205e-4滑动卡接于两个第一限位槽205e-2中，第一滑动杆205e-3顶端与第一空心限位柱205e-1内部设置有第一弹簧205e-5，第一滑动杆205e-3底端与滑轮205e-6转动连接；在防护盒201移动时，滑轮205e-6抵接于叶片102的表面，由于叶片102表面可能是弯曲有坡度的，在移动过程中第一弹簧205e-5会给第一滑动杆205e-3一个作用力，使滑轮205e-6紧紧抵接于叶片102的表面。
优选的，安装座101内部为空腔结构，安装座101内设置有蓄电池101a。
较佳的，防护盒201前侧的左右内壁设置有凹槽201a，刮冰组件202包括上下对称设置的限位板202a，限位板202a的左右两侧滑动卡接于凹槽201a中，两个限位板202a分别与防护盒201的顶壁和底壁之间固定设置有若干组弹力弹簧202b；限位板202a的左右两侧滑动卡接于凹槽201a中，给限位板202a起到了限位的作用。
优选的，刮冰组件202还包括若干个并排设置于两个限位板202a相对应一侧的第二空心限位柱202c，第二空心限位柱202c内部两侧轴向设置有两个第二限位槽202c-1，第二空心限位柱202c内部滑动插接有第二滑动杆202d，第二滑动杆202d上部两侧分别设置有第二限位柱202d-1，两个第二限位柱202d-1滑动卡接于两个第二限位槽202c-1中，第二滑动杆202d顶端与第二空心限位柱202c内部设置有第二弹簧202e，第二滑动杆202d底端转动连接有刮片202f；刮片202f在第二弹簧202e的作用下紧紧抵接在叶片102表面，且由于刮片202f与第二滑动杆202d底端为转动连接，所以若干个刮片202f能充分的贴合于叶片102表面，在防护盒201移动过程中刮片202f将附着在叶片102表面的冰层刮除。
在使用时，叶片前缘102b的厚度大于叶片后缘102c，风电叶片处于工作状态时，气流从叶片前缘102b进入，气流从叶片后缘102c流出，将塑胶齿条205a粘接于叶片后缘102c，既不会破坏叶片102的结构也不会在叶片102工作时破坏叶片102的气动外形，第一转动电机205d启动后带动转轴205b上的齿轮205c转动，由于齿轮205c与塑胶齿条205a相互啮合，且滑轮205e-6抵接于叶片102的表面，由于叶片102表面可能是弯曲有坡度的，在移动过程中第一弹簧205e-5会给第一滑动杆205e-3一个作用力，使滑轮205e-6紧紧抵接于叶片102的表面，所以第一转动电机205d可带动套接于叶片102上的防护装置200沿着叶片102移动，在移动的过程中，刮冰组件202中的限位板202a的左右两侧滑动卡接于凹槽201a中，给限位板202a起到了限位的作用，刮片202f在第二弹簧202e的作用下紧紧抵接在叶片102表面，且由于刮片202f与第二滑动杆202d底端为转动连接，所以若干个刮片202f能充分的贴合于叶片102表面，在防护盒201移动过程中刮片202f将附着在叶片102表面的冰层刮除，然后清理组件203将未刮除干净的细小冰块进一步进行清理，喷涂组件204在防护装置200移动过程中对着叶片前缘102b喷洒保护层，起到抗雨蚀的作用。
实施例2
参照图1～9，为本发明第二个实施例，该实施例基于上一个实施例。
具体的，清理组件203包括转动连接于防护盒201的顶壁和底壁的若干个第三空心限位柱203a，若干个第三空心限位柱203a内部两侧轴向设置有两个第三限位槽203a-1，若干个第三空心限位柱203a内部滑动插接有第三滑动杆203b，第三滑动杆203b上部两侧分别设置有第三限位柱203b-1，两个第三限位柱203b-1滑动卡接于两个第三限位槽203a-1中，第三滑动杆203b顶端与第三空心限位柱203a内部设置有第三弹簧203c，第三滑动杆203b底端与万向节203d的一端固定连接，若干个第三空心限位柱203a上分别设置有转动齿轮203a-2，若干个转动齿轮203a-2之间相互啮合的，若干个第三空心限位柱203a中的任一个贯穿防护盒201与第二转动电机203e传动连接；在防护盒201移动过程中，开启第二转动电机203e，第二转动电机203e带动若干个第三空心限位柱203a其中之一进行转动，由于若干个第三空心限位柱203a上分别设置有转动齿轮203a-2，且若干个转动齿轮203a-2之间相互啮合的，所以若干个第三空心限位柱203a分别开始转动，第三空心限位柱203a带动第三滑动杆203b转动，第三滑动杆203b底端与万向节203d的一端固定连接，第三空心限位柱203a内部设置的第三弹簧203c对第三滑动杆203b提供一个向下的作用力。
较佳的，万向节203d的另一端与清理件203f固定连接，清理件203f为圆盘形结构的塑料片，塑料片底端设置有砂纸；由于万向节203d的另一端与清理件203f固定连接，所以第三滑动杆203b由第三空心限位柱203a带动旋转后，第三滑动杆203b带动万向节203d转动，万向节203d带动清理件203f紧贴于叶片102的表面转动清理剩余未刮除干净的冰层。
优选的，喷涂组件204包括设置于防护盒201侧壁的涂料箱204a，涂料箱204a位于叶片前缘102b的一侧，涂料箱204a通过管道204b与喷嘴204c连通，管道204b上设置有电子阀门204d，涂料箱204a内盛有环氧树脂化学溶剂；通过电子阀门204d控制喷嘴204c对叶片前缘102b喷涂涂料箱204a内的环氧树脂化学溶剂，可减少叶片前缘102b被雨蚀。
较佳的，第一转动电机205d、第二转动电机203e，以及电子阀门204d分别与安装座101内的蓄电池101a以及外部PLC控制系统电性连接；通过外部PLC控制系统控制第一转动电机205d和第二转动电机203e的转动，以及通过控制电子阀门204d灵活的对减少叶片前缘102喷涂保护层，蓄电池101a可为第一转动电机205d、第二转动电机203e，以及电子阀门204d进行供电。
在使用时，叶片前缘102b的厚度大于叶片后缘102c，风电叶片处于工作状态时，气流从叶片前缘102b进入，气流从叶片后缘102c流出，将塑胶齿条205a粘接于叶片后缘102c，既不会破坏叶片102的结构也不会在叶片102工作时破坏叶片102的气动外形，在需要除冰以及对叶片前缘102b喷涂保护层时，通过外部PLC控制系统控制第一转动电机205d和第二转动电机203e的转动，第一转动电机205d启动后带动转轴205b上的齿轮205c转动，由于齿轮205c与塑胶齿条205a相互啮合，且滑轮205e-6抵接于叶片102的表面，由于叶片102表面可能是弯曲有坡度的，在移动过程中第一弹簧205e-5会给第一滑动杆205e-3一个作用力，使滑轮205e-6紧紧抵接于叶片102的表面，所以第一转动电机205d可带动套接于叶片102上的防护装置200沿着叶片102移动，在移动的过程中，刮冰组件202中的限位板202a的左右两侧滑动卡接于凹槽201a中，给限位板202a起到了限位的作用，刮片202f在第二弹簧202e的作用下紧紧抵接在叶片102表面，且由于刮片202f与第二滑动杆202d底端为转动连接，所以若干个刮片202f能充分的贴合于叶片102表面，在防护盒201移动过程中刮片202f将附着在叶片102表面的冰层刮除，第二转动电机203e带动若干个第三空心限位柱203a其中之一进行转动，由于若干个第三空心限位柱203a上分别设置有转动齿轮203a-2，且若干个转动齿轮203a-2之间相互啮合的，所以若干个第三空心限位柱203a分别开始转动，第三空心限位柱203a带动第三滑动杆203b转动，第三滑动杆203b底端与万向节203d的一端固定连接，第三空心限位柱203a内部设置的第三弹簧203c对第三滑动杆203b提供一个向下的作用力，由于万向节203d的另一端与清理件203f固定连接，所以第三滑动杆203b由第三空心限位柱203a带动旋转后，第三滑动杆203b带动万向节203d转动，万向节203d带动清理件203f紧贴于叶片102的表面转动清理剩余未刮除干净的冰层，通过外部PLC控制系统控制电子阀门204d的开关使喷嘴204c对叶片前缘102b喷涂涂料箱204a内的环氧树脂化学溶剂，可减少叶片前缘102b被雨蚀。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种叶片前缘防护装置，其特征在于：包括，
叶片组件(100)，包括安装座(101)，以及设置于所述安装座(101)一侧的叶片(102)，所述叶片(102)包括叶片主体(102a)、叶片前缘(102b)，以及叶片后缘(102c)；以及，
防护装置(200)，与所述叶片(102)相配合，包括前后设有开口的防护盒(201)、设置于所述防护盒(201)内部前侧的刮冰组件(202)、设置于所述防护盒(201)内部中侧的清理组件(203)、设置于所述防护盒(201)一侧的喷涂组件(204)，以及与所述叶片(102)相配合的移动组件(205)，所述移动组件(205)包括沿着所述叶片(102)的长度方向设置于所述叶片后缘(102c)的塑胶齿条(205a)，在位于所述叶片后缘(102c)一侧的所述防护盒(201)内部设置有转轴(205b)，所述转轴(205b)上设置有与所述塑胶齿条(205a)相互啮合的齿轮(205c)，所述转轴(205b)的一端贯穿所述防护盒(201)并与第一转动电机(205d)转动连接，所述移动组件(205)还包括设置于所述防护盒(201)内部后侧上下两个侧壁的滑轮组件(205e)，所述滑轮组件(205e)包括第一空心限位柱(205e-1)，所述第一空心限位柱(205e-1)内部两侧轴向设置有两个第一限位槽(205e-2)，所述第一空心限位柱(205e-1)内部滑动插接有第一滑动杆(205e-3)，所述第一滑动杆(205e-3)上部两侧设置有第一限位柱(205e-4)，两个所述第一限位柱(205e-4)滑动卡接于两个所述第一限位槽(205e-2)中，所述第一滑动杆(205e-3)顶端与所述第一空心限位柱(205e-1)内部设置有第一弹簧(205e-5)，所述第一滑动杆(205e-3)底端与滑轮(205e-6)转动连接，所述防护盒(201)前侧的左右内壁设置有凹槽(201a)，所述刮冰组件(202)包括上下对称设置的限位板(202a)，所述限位板(202a)的左右两侧滑动卡接于所述凹槽(201a)中，两个所述限位板(202a)分别与所述防护盒(201)的顶壁和底壁之间固定设置有若干组弹力弹簧(202b)，所述刮冰组件(202)还包括若干个并排设置于两个所述限位板(202a)相对应一侧的第二空心限位柱(202c)，所述第二空心限位柱(202c)内部两侧轴向设置有两个第二限位槽(202c-1)，所述第二空心限位柱(202c)内部滑动插接有第二滑动杆(202d)，所述第二滑动杆(202d)上部两侧分别设置有第二限位柱(202d-1)，两个所述第二限位柱(202d-1)滑动卡接于两个所述第二限位槽(202c-1)中，所述第二滑动杆(202d)顶端与所述第二空心限位柱(202c)内部设置有第二弹簧(202e)，所述第二滑动杆(202d)底端转动连接有刮片(202f)，所述清理组件(203)包括转动连接于所述防护盒(201)的顶壁和底壁的若干个第三空心限位柱(203a)，若干个所述第三空心限位柱(203a)内部两侧轴向设置有两个第三限位槽(203a-1)，若干个所述第三空心限位柱(203a)内部滑动插接有第三滑动杆(203b)，所述第三滑动杆(203b)上部两侧分别设置有第三限位柱(203b-1)，两个所述第三限位柱(203b-1)滑动卡接于两个所述第三限位槽(203a-1)中，所述第三滑动杆(203b)顶端与所述第三空心限位柱(203a)内部设置有第三弹簧(203c)，所述第三滑动杆(203b)底端与万向节(203d)的一端固定连接，若干个所述第三空心限位柱(203a)上分别设置有转动齿轮(203a-2)，若干个所述转动齿轮(203a-2)之间相互啮合，若干个所述第三空心限位柱(203a)中的任一个贯穿所述防护盒(201)与第二转动电机(203e)传动连接，所述万向节(203d)的另一端与清理件(203f)固定连接，所述清理件(203f)为圆盘形结构的塑料片，塑料片底端设置有砂纸。
2.如权利要求1所述的叶片前缘防护装置，其特征在于：所述安装座(101)内部为空腔结构，所述安装座(101)内设置有蓄电池(101a)。
3.如权利要求2所述的叶片前缘防护装置，其特征在于：所述喷涂组件(204)包括设置于所述防护盒(201)侧壁的涂料箱(204a)，所述涂料箱(204a)位于所述叶片前缘(102b)的一侧，所述涂料箱(204a)通过管道(204b)与喷嘴(204c)连通，所述管道(204b)上设置有电子阀门(204d)，所述涂料箱(204a)内盛有环氧树脂化学溶剂。
4.如权利要求3所述的叶片前缘防护装置，其特征在于：所述第一转动电机(205d)、所述第二转动电机(203e)，以及所述电子阀门(204d)分别与所述安装座(101)内的蓄电池(101a)以及外部PLC控制系统电性连接。
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